Представлены новые аналитические решения задачи расчета магнитного поля в активной зоне синхронных машин с редкоземельными (РЗ) постоянными магнитами (ПМ). Решения получены методом гармонического анализа магнитных полей активных зон электромеханических преобразователей. В полярной системе координат решена задача расчета магнитного поля периодической системы секторных РЗ ПМ с постоянной по направлению и величине намагниченностью, расположенных между двумя ферромагнитными областями с бесконечно большой магнитной проницаемостью. Полученное решение позволяет рассчитывать магнитные поля возбуждения синхронных машин с секторными, призматическими и кольцевыми РЗ ПМ как с расположением магнитов на роторе и креплением их с помощью немагнитной обоймы, так и обращенной конструкции. Также решена задача расчета магнитных полей возбуждения и реакции якоря синхронной машины с РЗ ПМ и биметаллической обоймой с чередующимися магнитными и немагнитными промежутками. Корректность результатов, найденных методом гармонического анализа, проверена путем сопоставления их с результатами численного расчета магнитного поля методом конечных элементов. Представленные решения являются основой для определения системы расчетных коэффициентов синхронных машин с РЗ ПМ.